(57)【要約】【課題】小型で軽量化した、適正なエアーギャップを設けて安定したインダクタンスおよび好適な直流重畳特性が得られる固定インダクタを提供することを目的とする。【解決手段】棒状コア１と、棒状コア１に絶縁被膜電線２を巻回したコイル５と、コイル５を収納する角形スリーブコア３を備えた固定インダクタにおいて、棒状コア１の両端面を凹部１ａまたは凸部のいずれかを設けてエアーギャップＧを機械的にもうけたことを特徴とする。【効果】角形スリーブコアの内側面と対向するする棒状コアの両端面に凹部または凸部を設けることにより、棒状コアの位置が一方に片寄ったとしても一方の端部の凹部または凸部により最小限の機械的エアギャップを得ることができ、安定したインダクタンスおよび直流重畳特性が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状コアと、該棒状コアに絶縁被膜電線を巻回したコイルと、該コイルを収納する角形スリーブコアを備えた固定インダクタにおいて、
該棒状コアは、両端面に凹部または凸部のいずれかを設けたことを特徴とする固定インダクタ。  
【請求項２】
棒状コアと、該棒状コアに絶縁被膜電線を巻回したコイルと、該コイルを収納する角形スリーブコアを備えた固定固定インダクにおいて、
該棒状コアは、中心軸が直交する平面形状が十字状を成したコアを用い、各々の端面に凹部または凸部のいずれかを設け、Ｘ軸方向に延びる部位に絶縁被膜電線を巻回して第１のコイル設け、Ｙ軸方向に延びる部位に絶縁被膜電線を巻回して第２のコイルを形成したことを特徴とする固定インダクタ。
【請求項３】
前記コイルを縦に複数積み重ねて該角形スリーブコア内に収納したことを特徴とする請求項１、２記載の固定インダクタ。
【請求項４】
前記角形スリーブコアは一方の面が塞がっている角形ポットコアであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの固定インダクタ。
【請求項５】
前期角形スリーブコアの開放されている一方の面に該コイルの端末を保持する基台を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載したいずれかの固定インダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定インダクタに関し、詳しくはデジタルアンプに用いられる固定インダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２にデジタルアンプに用いられる固定インダクタの概略回路図を示す。図１２（ａ）はＳＥＰＰ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｎｄｅｄ Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ）方式による回路概略図であり、図１２（ｂ）はＢＴＬ（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｌｅｓｓ）方式による回路概略図である。図においてＩＣは集積回路、ＡＭＰはデジタルアンプ、Ｌ，ＣはローパスフィルタＬＰＦを構成する固定インダクタとコンデンサであり、ＳＰはスピ−カである。このようにＳＥＰＰ回路方式は１チャンネルについて１組のＬＰＦが必要であり、ＢＴＬ回路方式は１チャンネルについて２組のＬＰＦが必要である。
【０００３】
デジタルアンプに用いられる固定インダクタは、各々のスピーカに接続され、音質を良くするために大電流における直流重畳特性が要求されるようになった。さらに、機器の小型化に伴う固定インダクタの小型化も要求されている。そう言った中で、従来より用いられている固定インダクタとして、図１３に示すように、トロイダルコアを用いたトロイダルコイルを示す。トロイダルコイル５０はフェライト磁性体をトロイダル状に成形したトロイダルコア５１に絶縁被覆した銅線５２を巻回して、その引き出し線５３を外部回路と接続している。
【０００４】
このトロイダルコイル５０は、デジタルアンプの小型化に伴い、特に外部輻射電波等の悪影響を他の部品に及ぼさないようにするために閉磁路構成としているが、トロイダルコアに用いるフェライトコア５１が低透磁率（μ＝１０以下）のコア材であるために巻線の巻回した部分から漏れ磁束が発生し、周辺回路に妨害を与えるという問題があった。また、リング状のトロイダルコアに巻線を施すことが巻線作業するうえで困難であり、さらに実装基板に固定するための固定機構が必要となる等、部品の小型化が妨げられるという問題があった。
【０００５】
また、トロイダルコイル以外の固定インダクタとして、閉磁路でかつ巻線が容易で実装基板への取り付けが容易な図１４に示すような固定インダクタ６０がある。図１４は、外部端子５８を設けたドラムコア５５に絶縁被膜電線を巻回した巻線５６をポット形コア５７に収納したものである。しかし、この固定インダクタ６０において、発熱が大きく、直流重畳特性が充分取れないという問題があった。。
【０００６】
また、ＢＴＬ出力方式に用いられる固定インダクタとして、２個の固定インダクタを１つの収納ケースに納めた特許文献１や、ＥＥ型コアにスプリングコアを収納した特許文献２が公開されている。しかし、これらのものは形状が大きく、さらなる小型化が要求されている。
【特許文献１】特開２００３−１５１８３２号公報（P6222）
【特許文献２】特開２００３−０７７７３４号公報（P6114）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような要求に対し、本発明の固定インダクタは、小型で軽量化した、適正なエアーギャップを設けて安定したインダクタンスおよび好適な直流重畳特性が得られる固定インダクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、棒状コアと、棒状コアに絶縁被膜電線を巻回したコイルと、コイルを収納する角形スリーブコアを備えた固定インダクタにおいて、棒状コアの両端面に凹部または凸部のいずれかを設けたことを特徴とする。  
【発明の効果】
【０００９】
本発明の固定インダクタは、棒状コアと、棒状コアに絶縁被膜電線を巻回したコイルと、コイルを収納する角形スリーブコアを備えた固定インダクタにおいて、角形スリーブコアの内側面と対向するする棒状コアの両端面に凹部または凸部を設けることにより、棒状コアの位置が一方に片寄ったとしても一方の端部の凹部または凸部により最小限の機械的エアギャップを得ることができ、安定したインダクタンスおよび直流重畳特性が得られる。
【実施例】
【００１０】
以下に本発明の一実施例である固定インダクタについて図１乃至図１１を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例である固定インダクタの分解斜視図を示す。図２は、図１に示す固定インダクタ１０の横断面図を示す。
図１、図２に示すように、第１の実施例である固定インダクタ１０は、両端面に扇状の丸い凹部１ａを設けた断面が円形の磁性体からなる棒状コア１と、棒状コア１に絶縁被膜電線を巻回して巻線２を設けたコイル５と、コイル５を収納する内部を貫通した磁性体からなる角形のスリーブコア３と、巻線２の端末を延長して外部端子２ａとし、その外部端子２ａを保持する絶縁樹脂からなる基台３を設けた構成である。
【００１２】
図３は、本発明の第２の実施例である固定インダクタ１１の横断面図を示す。
図３の横断面図に示すように、第２の実施例は、第１の実施例である棒状コア１の凹部端面形状を段差を設けた丸い凹部１ｂに変えたものである。
第１の実施例である棒状コア１は、扇状の凹部１ａの先端部が欠けやすい。そのため、第２の実施例では先端部の強度を上げたもので、棒状コア１の両端面に段差を設けた丸い凹部１ｂを形成した点が異なる。他は第１の実施例と同じである。
このように、第２の実施例では、断面が円形の棒状コアの両端面に段差のある丸い凹部を具えた棒状コア１にコイル５を形成する。このことにより、凹部１ｂの先端面の強度を強くすることができ、棒状コアの成型時および作業等の取り扱いにおける先端部チッピングや欠けなどの不具合を防止することができる。
【００１３】
図４に、固定インダクタのコイルと角形スリーブコアの位置関係を示す横断面図を示す。
図４（ａ）は本発明の第２の実施例である固定インダクタ１１であり、図４（ｂ）は一般的な棒状コア３１を用いた固定インダクタ３０である。
図４（ａ）に示すように、本発明の固定インダクタ１１は両端面に段差のある丸い凹部１ｂを設けた棒状コア１を用いてコイル５を形成している。コイル５が、角形スリーブコア３の中心位置から長手方向に位置ズレ△ｔしたとき、凹部１ｂの先端部が角形スリーブコアの内側面３ａに接触する。その時、棒状コア１に設けた凹部１ｂにより、エアーギャップＧが機械的に形成される。
【００１４】
例えば、図４（ｂ）に示すように、両端部に凹部を設けていない平坦な端部３１ａのような一般的な棒状コア３１を用いたコイル３５では、コイル３５が一方向に位置ズレ△ｔしたとき、棒状コア３１の端面３１ａが角形スリーブコア３の内側面３ａに近接（または接触）すると、エアーギャップＧが極めて小さくなることからインダクタンスが急激に変化する。
【００１５】
図５は、コイルの位置ズレによるインダクタンスの変化と直流重畳特性の変化を示す。
図５に示すように、横軸にコイルの位置ズレ△ｔ、縦軸にインダクタンス変化率（％）および直流重畳変化率（％）を示す。ただし、角形スリーブの中心位置にコイルがあるときを初期値＝基準とし、最大位置ズレを角形スリーブコアの両側の内面３ａとする。
特性１１Ａ、１１Ｂは、図４（ａ）に示した本発明の第２の実施例である固定インダクタ１１で凹部１ｂの大きさを変えたインダクタンス変化率と直流重畳変化率である。
特性３０は、図４（ｂ）に示した一般的な固定インダクタ３０のインダクタンス変化率と直流重畳変化率である。
【００１６】
図５に示すように、インダクタンス変化率、直流重畳特性変化率において、一般的な固定インダクタ３０は棒状コア３１の端面３１ａがスリーブコア３の内面３ａに近付くに従って急激に変化が大きくなる。これに対し、本発明の第２の実施例である固定インダクタ１１Ａ、１１Ｂは、凹部６ａの先端がスリーブコア３の内面３ａに近づくに従って大きく変化するが、凹部によってエアーギャップＧが機械的に形成されることから、一般的な固定インダクタ３０より変化は少ない。
なお、特性１１Ａ、１１Ｂの違いは凹部の大きさによるもので、例えば、特性１１Ａの凹部形状は深さ２．５ｍｍ、径４ｍｍφであり、特性１１Ｂの凹部形状は深さ２．５φ、径２ｍｍφである。このように、凹部の形状を大きく（凹部内面積）設けることによって機械的にエアーギャップＧが大きくなることからコイルの位置ズレによる特性変化（インダクタンス変化率および直流重畳変化率）を小さくすることができる。この現象は、コイルが角形スリーブコアの中心を境に左右対象の変化となることはいうまでもない。
【００１７】
つぎに、図６に固定インダクタに流すＢＩＡＳ電流（Ａ）とインダクタンス変化率の関係を示す。
図６に示すように、横軸に固定インダクタに流したＢＩＡＳ電流（Ａ）、縦軸にインダクタンス変化率（％）を示す。なお、コイルの位置は角形スリーブの中心位置とし、ＢＩＡＳ電流を流さないときを初期値（基準）とする。
結果、図６に示すように、例えば、インダクタンス変化率が−１０％の時のＢＩＡＳ電流は、一般的な固定インダクタ３０ではおよそ９（Ａ）に対し、本発明の実施例である固定インダクタ１１Ａは１２．７（Ａ）、１１Ｂは１２（Ａ）と、凹部を大きくすることによって大きなＢＩＡＳ電流を固定インダクタに流すことができる。
このことは、大電流を必要とするデジタルアンプ用の固定インダクタとして好適である。
【００１８】
なお、この測定において用いた固定インダクタは、インダクタンスＬを１３μＨ、角形スリーブの内側寸法を１３ｍｍ×１１．５ｍｍとし、棒状コアの径を６ｍｍφ、長さ１２ｍｍとした。
ここで、凹部寸法および形状（エアーギャップＧ）は固定インダクタの必要とするインダクタンスおよび直流重畳特性に応じて決定することが望ましい。
【００１９】
図７は、本発明の第３の実施例である固定インダクタ１２の横断面図を示す。
図７に示すように、第３の実施例は、第２の実施例と同様に棒状コア１の端部の強度を上げたもので、棒状コア１の両端面に扇状の凸部１ｃを形成した点が異なる。他は第１の実施例と同じである。このように、第３の実施例では、棒状コア１の両端面を扇状の凸部１ｃにすることにより、棒状コア先端部の強度を得るとともに、棒状コアの成型性を容易にし、より安価な部品を使用することができる。
【００２０】
図８は、本発明の第４の実施例である固定インダクタ１３の分解斜視図を示す。
図８に示すように、第４の実施例は、第１、第２、第３の実施例で用いた棒状コア１（コアの両端面に形成した凹部１ａ、１ｂまたは凸部１ｃを具えた）を用いたコイル５を複数、例えば、図８の実施例のように２個、縦に積み重ねて、２つの固定インダクタを１個の固定インダクタとして形成したものである。
このように、第４の実施例では、デジタルアンプのＢＴＬ出力方式のように複数の固定インダクタを１個の固定インダクタとして構成する回路に好適な固定インダクタである。
【００２１】
図９は、本発明の第５の実施例である固定インダクタ１４の縦断面図を示す。
図９に示すように、第５の実施例は、第４の実施例である固定インダクタ１３において、角形スリーブコア３の上部を塞いだ角形ポット形コア７を用いたものである。他は第４の実施例と同じである。
角形スリーブコア３から角形ポット形コア７に変えることによって、上面からの磁束漏れによる外部への影響および外部磁界からの侵入による影響を防止することができる。
【００２２】
図１０は、本発明の第６の実施例である固定インダクタ１５の分解斜視図である。図１１（ａ）は第６の実施例である固定インダクタ１５に用いた棒状コアの斜視図（ａ）とその棒状コアを用いたコイルの斜視図（ｂ）である。
本発明の第６の実施例である固定インダクタ１５は、１つのコアで２つの固定インダクタを形成したものでＢＴＬ出力方式のデジタルアンプに好適なもので、第４、第５の実施例より高さを抑えることができる。
【００２３】
本発明の第６の実施例である固定インダクタ１５は、図１１（ａ）に示すように、フェライトからなる中心軸を直交させて平面形状が十文字状に形成された、断面が四角形状のコア１６を用いたものである。
コア１６は、十文字状に形成されたＸ軸方向に延びる巻線軸１７―１とＹ軸方向に延びる巻線軸１７−２を具えており、各巻線軸の両端部には段差を設けた四角形の凹部１ｄが形成されている。なお、コアの各端面の形状は、第１、第２、第３の実施例で用いたいずれかの凹部または凸部を用いてもよい。また、実施例では断面が四角形状のコアを用いたが丸又は楕円形状でもよい。
【００２４】
そして、図１１（ｂ）に示すように、巻線はＸ軸方向に延びる巻線軸１７−１に第１のコイル１８が絶縁被膜電線で巻回され、Ｙ軸方向に延びる巻線軸１７−２に第２のコイル１９が絶縁被膜電線で巻回される。そして、第１のコイル１８、第２のコイル１９の巻線端末を延長して外部端子１８ａ、１９ａとする。このように、１つのコア１６で２つの固定インダクタを構成するコイル２０を形成する。
【００２５】
図１０に示すように、コイル２０を第４の実施例で用いた角形ポットコア７に収納し、角形ポットコア７の底面側開口部に、コイル２０の各外部端子１８ａ、１９ａを保持する絶縁樹脂からなる基台４を用いて、２つの固定インダクタを１つの固定インダクタとして形成した固定インダクタ１５を形成する。このように、第６の実施例の固定インダクタ１５は１つのコア１６に２つのコイル１８、１９を形成したコイル２０と角形ポットコアをを用いて２つの固定インダクタを形成したものである。
【００２６】
以上説明したように、本発明の固定インダクタは、棒状コアの各端部にエアーギャップとなる凹部または凸部を形成したコアを用いることにより、凹部または凸部を持たない端面が平坦な一般的なコアを用いた場合と比較した場合、固定インダクタに流せる電流（ＢＩＡＳ電流）を大きく取れることおよびインダクタンスの変化も小さくすることができる。また、角形スリーブコアまたは角形ポットコアの中心位置からコイルがズレたとしても、インダクタンスおよび直流重畳特性の変化の少ない、固定インダクタとすることができる。
【００２７】
以上、本発明の固定インダクタの実施例を述べたがこれらの実施例に限られるものではない。例えば、棒状コアの両端部に設ける凹部または凸部の形状は実施例に限られるものではない。また、棒状コアの断面形状は丸型、楕円形、四角形、多角形でもよい。そして、基台を用いて巻線端末を保持したが、基台に予め外部端子や外部電極を設けて接続してもよい。さらに、基台等用いず、直接回路基板に内部コイル、スリーブコアまたはポットコアを回路基板に接着等で固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施例である固定インダクタの分解斜視図を示す。
【図２】図１の第１の実施例である固定インダクタの横断面図を示す。
【図３】本発明の第２の実施例である固定インダクタの横断面図を示す。
【図４】固定インダクタのコイルと角形スリーブコアの位置関係を示す横断面図を示す。本発明の第２の実施例である固定インダクタの横断面図（ａ）と一般的なコアを用いた断面図（ｂ）。
【図５】コイルの位置ズレによるインダクタンスの変化と直流重畳の変化を示す。。
【図６】図６に固定インダクタに流すＢＩＡＳ電流（Ａ）とインダクタンス変化率の関係を示す。
【図７】本発明の第３の実施例である固定インダクタの横断面図を示す。
【図８】本発明の第４の実施例である固定インダクタの分解斜視図を示す。
【図９】本発明の第５の実施例である固定インダクタの縦断面図を示す。
【図１０】本発明の第６の実施例である固定インダクタの分解斜視図を示す。
【図１１】本発明の第６の実施例である固定インダクタに用いた棒状コア（ａ）とそのコイルの斜視図（ｂ）を示す。
【図１２】デジタルアンプに用いられる固定インダクタの概略回路図を示す。
【図１３】従来のトロイダルコアを用いたインダクタ。
【図１４】従来のドラム、ポットコアを用いたインダクタ
【符号の説明】
【００２９】
１  棒状コア
２  巻線
３  角形スリーブコア
４  基台
５  コイル
１ａ、１ｂ  凹部
１ｃ  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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